航空航天用镁合金的研究进展

基于航空航天结构轻量化发展的需求,对高性能镁合金的研究进展进行了回顾,重点介绍了AZ系、ZK系、Mg-RE系和Mg-Li系合金在航空航天领域的研究进展与应用现状。综述了先进镁合金研发的技术与应用瓶颈,以及目前最常用的合金化和热处理等合金性能改进方法,介绍了镁合金研究在未来航空航天领域的发展趋势。     

轻合金在汽车轻量化中的应用

汽车轻量化对于降低汽车燃油消耗和减少排放污染起着举足轻重的作用．采用轻质材料是实现汽车轻量化的重要途径。文章介绍了铝合金、镁合金、钛合金三种轻合金的特点,并对其在汽车轻量化中的应用进行了较为详细的分析。     

镁合金在航天器上的应用分析与实践

镁合金具有比强度、比刚度高,阻尼性好,电磁屏蔽能力、抗辐照能力强等优点,是特别适合航天器选用的轻质金属材料。文章针对航天器结构轻量化的发展需求,结合镁合金在航天器中的不同应用情况,分析了镁合金存在的耐腐蚀性、焊接和加工成型等工艺问题,给出了具体工艺方法和措施建议。     

镁合金变形细化晶粒的研究现状

介绍了镁合金塑性变形的结构特性,综述了镁合金通过等通道角挤压、挤压、轧制、锻造和拉拔等塑性成形技术,进行细化晶粒的最新研究进展.探讨了关于镁合金塑性成形领域亟待解决的问题,展望了镁合金塑性成形细晶技术的发展方向.利用各种变形方法细化晶粒以求获得优异性能是镁合金发展中的一大趋势.     

航天领域镁合金标准体系建设研究与实践

对镁合金国际标准、国家标准以及行业标准进行了分析，并针对目前镁合金在航天领域的应用现状及后续发展，以“有标采标、无标制标”为原则，以支持镁合金在航天领域的应用为目的，对镁合金在材料研发、生产、产品应用等全过程进行梳理，构建了包含镁合金材料、铸造、检验检测、加工技术、表面处理等全链路的镁合金标准体系，同时也提出了部分关键标准，以供其他领域或相关人员参考和借鉴。     

热处理对超细晶稀土镁合金组织和性能的影响

镁合金作为目前工业应用中最轻的结构材料之一,在航空航天领域具有良好的应用前景。细晶镁合金因其优越的力学性能受到人们关注,但其热稳定性在一定程度上限制了其应用。为此,使用等通道角挤压(ECAP)对Mg-Y-Zn-Zr合金进行强烈塑性变形,得到超细晶镁合金,对其进行不同温度、不同时间条件下的退火处理,以进一步提高该合金的塑性,研究该合金在高温下的稳定性。对处理后的样品进行力学性能测试,显微结构观察,背散射电子衍射(EBSD)分析。结果显示:在200～300℃下保温0.5 h,可以在保持变形合金强度的情况下提高合金塑性,且低温处理的合金内部基本没有出现再结晶现象。该合金热稳定性好,可作为轻量化材料应用到多种航空航天部件中。     

搅拌摩擦加工调控镁合金组织与耐腐蚀性能的发展现状与趋势

近年来,航空航天领域轻量化进程发展迅速,镁合金在其中扮演着越来越重要的角色.然而,镁合金耐腐蚀性不佳的特点制约了镁合金的应用范围.本文综述了搅拌摩擦加工技术调控含第二相镁合金耐腐蚀性能的研究现状,从动态再结晶和加速第二相破碎、固溶两个角度,论述了搅拌摩擦加工调控镁合金组织的基本原理,并分析了搅拌摩擦加工改善含粗大第二相...     

镁合金AZ31筒形件精整成形工艺研究

对镁合金AZ31筒形件进行了精整工艺的研究,分析了润滑条件、减薄率对精整成形过程、筒形件尺寸精度和表面质量的影响。结果表明:在温度200℃左右,可以对经过拉深加工的镁合金AZ31筒形件进行精整成形;使用润滑剂可以大幅度提高筒形件表面质量和降低成形压力;适当的减薄率可以得到尺寸精度高、表面质量好的零件。     

镁合金基体螺纹扭拉特性及重复使用性研究

针对镁合金基体螺纹连接问题,采用试验装置研究了高强耐热镁合金螺纹连接结构的扭拉关系及多次重复使用性能,分析了带钢丝螺套及不带钢丝螺套情况下镁合金螺纹连接结构的扭拉破坏形式、扭矩系数、螺纹副摩擦系数及重复使用性能等,研究结果为镁合金螺纹的力矩量化控制提供了依据,对于镁合金螺纹连接结构的设计和使用具有指导意义。     

轻质高性能镁合金开发及其在航天航空领域的应用

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,在航天航空、轨道交通、汽车、3C(computer,communication,consumer electronics)产品等领域具有广阔的应用前景。但镁合金材料强度偏低,尤其是高温强度,其抗蠕变性较差；镁合金铸件容易形成缩松和热裂纹,成品率低,镁合金变形件塑性加工条件控制困难,导致组织与力学性能不稳定。介绍了高性能镁合金材料(非稀土镁合金、含稀土镁合金、镁锂合金)及其成形技术(重力铸造、低压铸造、压铸、挤压铸造、半固态成形、塑性成形)的开发现状,综述了其在航天航空领域的应用状况,并展望了今后的发展趋势。     

Applications of Magnesium Alloys in Aerospace and Aviation

Magnesium alloys are well applied in aerospace and aviation because of their mass saving potential, good electromagnetic shielding performance, and high damping capacity. To further promote the applications, in this paper, the applications of magnesium alloys are reviewed, which could provide insights for researchers and application designers. Firstly, the applications in aerospace are reviewed, including missile, satellite, rocket, and spacecraft. Secondly, the applications and commercial magnesium alloys in aviation are summarized. Thirdly, the bottleneck and existing problems for such magnesium alloys applied in aerospace and aviation are discussed. The requirements for the magnesium alloy performance in aerospace and aviation are evaluated and elaborated.     

Study on the Deformation Behavior of Mg-Gd-Y-Zn-Mn Wrought Magnesium Alloys by Visco-plastic Self-consistent Modeling

The plastic deformation behavior of new Mg-Gd-Y-Zn-Mn magnesium alloys gains great necessity to clarify and understand the mechanism deeply. In the present work， the tensile mechanical property test and visco-plastic self-consistent (VPSC) model are used to investigate the activities of deformation modes of VW84M and VW94M magnesium alloys during the tensile deformation. The results show that the mechanical properties of the above extruded alloys are similar but VW94M has higher strength than VW84M after the same aging process. Compared with the extruded alloys， the as-aged alloys have significantly higher activation of pyramidal slip at the later stage of plastic deformation. In addition， the as-aged VW94M alloy with higher strength has the largest activity of pyramidal slip. In summary， the addition of Gd increases the critical resolved shear stress (CRSS) in each slip system of VW94M， while the increase in the strength and the decrease in the elongation of as-aged alloys are associated with the significant activation of pyramidal slip.     

退火工艺对交叉轧制MB1镁合金组织及性能的影响

为解决镁合金塑性加工变形能力较差的问题,利用显微组织观察和力学性能测试方法,研究退火工艺对交叉轧制MB1合金组织和性能的影响。结果表明:晶粒一般随退火温度的升高和退火时间的延长,先细化后长大,且组织中的孪晶会消失;退火后,MB1合金抗拉强度下降,伸长率明显提高;在退火温度为330℃且退火时间为30 min的条件下性能最佳,此时合金抗拉强度为205 MPa,伸长率为24.1%。     

高强耐热稀土镁合金研究进展

梳理了高强耐热镁合金的研究历程及现状。Mg-Gd(Y)-Ag和Mg-Gd(Y)-Zn系合金是目前强度最高的镁合金体系,铸造Mg-9.8Gd-2.7Y-2.0Ag-0.4Zr合金最优常温力学性能如下:抗拉强度(UTS),410 MPa;屈服强度(YS),300 MPa;延伸率(EL),2.3%。高强耐热稀土镁合金的大尺寸构件铸造工艺性亟需重点研究。总结了"固溶强化增塑"的合金设计、"高、低稀土镁合金"强韧性的设计与开发、"低稀土总量、多元合金"耦合强化设计、集成计算材料工程(ICME)等理念,对新型高强耐热铸造镁稀土合金的开发具有指导意义。     

镁合金铸件缺陷搅拌摩擦修复工艺方法

针对航天器铸件缺陷率高,修复难度大的现状,提出采用搅拌摩擦加工技术实现缺陷修复的新方法。首先制备了含缺陷的AZ91D镁合金试板,并以此作为实验材料进行了搅拌摩擦修复工艺实验,在旋转速度为500r/min,前进速度100mm/min,下压量为1.5mm的工艺参数下,修复区域成形良好。修复前后X射线照片表明,搅拌摩擦加工技术有效修复了镁合金试板中的铸造缺陷。最后对航天器铸件中常见的T形结构和角形结构开展了对应的实验研究,在现有条件下,采用自制简易夹具,可以完成T形结构和角形结构的搅拌摩擦加工。研究结果表明,采用搅拌摩擦方法修复航天器铸件缺陷从技术上是可行的。     

质子和离子辐照对镁稀土合金 力学性能的影响

文章研究了质子和离子（氮离子）辐照对镁稀土（Mg-Zn-Y-Zr）合金拉伸性能、表面硬度及拉伸变形断裂行为的影响。经能量为170 keV,注量分别为5×1015 /cm2、1×1016 /cm2、2×1016 /cm2、1×1017 /cm2的质子或离子辐照后,合金的拉伸性能和拉伸断口形貌没有发生显著变化,表明质子和离子辐照对Mg-Zn-Y-Zr合金宏观力学性能的影响有限,这与辐照粒子（质子或离子）对合金的穿透深度浅有关。纳米显微硬度测试和扫描分析结果显示,经氮离子辐照后,Mg-Zn-Y-Zr合金被辐照面表层发生了一定程度的硬化,纳米显微硬度随着辐照注量的增加而逐渐增加,而质子辐照的硬化效果不明显。     

Microstructure and Hot Deformation Behavior of Mg-9Al-3Si-0.375Sr-0.78Y Alloy

Using Gleeble-3500 thermal simulator， the high temperature plastic deformation behavior and microstructure evolution of Mg-9Al-3Si-0.375Sr-0.78Y alloy are investigated at the temperature of 523 K?673 K and the strain rate of 10-3 s-1?10 s-1. True strain-true stress curves show the characteristics of the typical dynamically recrystallization process. The Arrhenius constitutive equation of the hyperbolic model is established. The average activation energy and the strain rate sensitivity index are， respectively， 221.578 kJ.mol-1 and 0.137. The result shows that the α-Mg phase exhibits dynamic recrystallization (DRX) characteristics obviously. But no DRX occurs in theβ-Mg17Al12 phase. Hot deformation does not affect the primary Mg2Si phase. Under the conditions of low temperature (523 K?673 K) and high strain rate (1 s-1?10 s-1)， the flow instability and macro-defects such as crack appear in the specimens. However， there are finer recrystallization grains. Under the conditions of high temperature (≥673 K) or low strain rate， the microstructure of the alloy shows good homogeneity. The size of the primary Mg2Si phase is uniform， the size of the β-Mg17Al12 phase is small， and the distribution of the β-Mg17Al12 phase is uniform.